醫用輸液大廳無線尋呼系統的設計

摘 要：針對我國醫院輸液大廳的實際需求，將WIFI、無線射頻及智能手機技術相結合，設計了一款醫院輸液大廳無線尋呼系統。該系統采用SC2262、SC2272編解碼芯，結合超外差射頻模塊，實現了呼叫終端與接收主機的實時無線通信，接收主機主控制器AT89C51過串口控制WIFI模塊，將呼叫信息傳輸到護士站的PC機與護士攜帶的智能手機；上位機用VB6.0編寫基于TCP/IP協議的服務器端案例軟件，結合語音控件，實現數據的界面顯示及播報。

關鍵詞：SC2262；SC2272；智能手機；無線尋呼

靜脈輸液是目前疾病治療的主要手段。然而因我國人口眾多，醫療資源不充足，經常出現醫院病床緊張的情況，因此，醫院設立了輸液大廳，類似于門診治輸液方式，其存在患者眾多，人員流動性大，醫護人員分配少的特點。輸液人數眾多護士工作強度大，無法定期查看患者輸液進行狀況。患者一但輸液結束，沒有及時換藥或撥針將出現血液回流等不良狀況，必然會增加醫療事故發生的概率。針對上述現狀，為了緩解護士的工作壓力，為患者提供可靠優質的治療服務，國內外部分廠家相繼研制了有線尋呼系統，因其存在布線施工復雜、成本高、維護難的不足，已不能很好的用于輸液大廳這種場合[1]。基于上述背景，本文順應物聯網理念的發展潮流，本著低成本，高可靠性、穩定性的原則，將WIFI技術、無線射頻技術、智能手機技術相結合，設計了一款低成本、移動性好、多種模式無線主機接收，可靈活組網進行無線擴展的輸液無線尋呼系統。

1 系統總體結構設計

系統總體框圖如圖1所示，由呼叫終端、接收主機、護士站PC機及智能手機終端構成。在實際使用中，呼叫終端由病人手持或安放在輸液椅子邊上，（注意：椅子的編號與呼收終端地址相對應）。當輸液結束時，病人按下呼叫終端上的按鍵，通過無線射頻發射呼叫信息幀到接收主機，接收主機收到有效信息后通過WIFI模塊以WIFI網絡通信技術，轉發到護士站的PC機進行語音報號，同時還可轉發到護士的智能手機上。接收主機也可以通過無線路由擴大網絡覆蓋范圍。

2 硬件設計

2.1 呼叫終端模塊

呼叫終端分別由射頻發射模塊、電源電路、編碼電路組成。射頻發射模塊選用XY-FST射頻發射模塊。編碼電路選取SC2262，通過查閱其用戶手冊中的引腳定義[2]，設計的終端模塊電路如圖2所示，R6用于調節編碼振蕩器的頻率；SC2262的第17為串行輸出發送引腳，與射頻模塊的數據引腳相接。10、11、12、13為數據編碼，可設為0或1；1---8為三態地址引腳，設置時必須與主機的解碼接收模塊SC2272相同。其中J11、J12在設計PCB時做編碼狀態設置跳線，以便于對不同模塊對應的輸液座位進行對應編號設置。其工作流程是：當按鍵S4沒有按下時，模塊不通電，所以不耗電，為電池供電提供了較好的可能性。當按鍵按下時模塊得電立即傳送已設好的編碼數據。

2.2 接收主機模塊

2.2.1 超外差接收射頻模塊

超外差接收射頻模塊由解碼模塊與XY-FST射頻接收模塊構成。接收終端的呼叫號碼，通過SC2272解碼后，將結果輸出單片機的P10～P13口線。通過查閱SC2272的用戶手冊可知[3]，接在15、16腳間的電阻值選取很關鍵，要與SC2262的對應。同時其地址也要與2262設置相同。正確解碼后17腳會輸出由0到1的脈沖信號，將其連接到單片機的P14口線用于通知單片機讀取數據。

2.2.2 處理器模塊及WIFI模塊

處理器模塊的主要任務是通過I/O口讀取SC2272接收到的終端呼叫號，然后通過串口控制WIFI模塊，將數據上傳到WIFI網絡，WIFI終端接收。因處理器不需要做復雜運算處理，因此選用成本較低，通用性好的AT89S51單片機來實現。

為了降低開發的難度，縮短開發的周期，近而降低開發成本，綜合考慮成本高低、技術支持是否良好等多方面的因素，最終選用了濟南有人物聯網技術有限公司的串口轉WIFI模塊USR-WIFI232。USR-WIFI232系列產品具有超小體積、支持無線工作在STA/AP/AP+STA/WDS（WDS即無線漫由功能）模式等特點，能夠使本文設計的尋呼系統便于實現靈活的組網模式，組成一個覆蓋范圍較廣的WIFI網絡，進而提高了系統的通用性。模塊的接口定義及管腳說明詳見參考文獻[4]。

3 軟件設計

3.1 接收主機軟件設計

單片機上電后，首先完成串口初始化，接著進入主循環，通過P14口線不斷檢測解碼模塊SC2272的第17腳是否有0到1的信號跳變，以確定是否有終端呼叫。如果有就讀取呼叫值，然后按特定的數據幀格式通過串口發送到WIFI模塊，WIFI模塊不對數據做任何處理直接傳輸到整個WIFI網絡，供護士站PC主機接收和安卓智能手機接收。

3.2 護士站PC軟件設計

基于VB6.0平臺開發的顯示界面如圖3所示，包括當前呼叫號碼顯示區域，網絡連接設置與狀態顯示區及語音調節區域。對于網絡的連接編程選用WinSock控件能通過TCP協議（數據傳輸協議）連接到接收主機的WIFI網絡。同步號碼語音播報是通過在VB環境中添加Win32 speech API中的對象庫來完成。可根據PC操作系統中已安裝的語音庫設為中英文男女音四種模式。

4 結論與討論

本系統整體調試通過，調試顯示如圖3所示。經過多次測試，本系統能夠很好的實現對終端呼叫信號的接收、顯示、播報及轉發。接收范圍也能滿足應用要求。本方法設計的系統克服了有線系統的缺陷，具有成本低、移動性好、多種模式無線主機接收，可靈活組網進行無線擴展的優勢。

[參考文獻]

[1]于沛.基于無線傳感器網絡輸液監測系統設計[D].碩士論文，黑龍江大學，2012，1-5.

[2]拓迪電子有限公司.SC2262數據手冊.佛山市拓迪電子有限公司，2010，1-30.

[3]拓迪電子有限公司.SC2272數據手冊.佛山市拓迪電子有限公司，2010，1-28.

[4]有人科技有限公司.USR-WIFI232芯片技術手冊.濟南有人科技有限公司，2012，1-26.

基金項目：亳州職業技術學院院級教研課題（項目編號：2012JYXM12）。

作者簡介：張喜紅（1983-），男，山西朔州人，碩士，職稱：助講，研究方向：生物醫學工程；王玉香（1982-），女，漢族，安徽蚌埠人，亳州職業技術學院，安徽省亳州市，講師/技師，碩士，研究方向：醫療器械設計。